SỰ ĐỊNH NGHĨA
Ôxy- nguyên tố thứ tám của bảng tuần hoàn. Nằm ở chu kì 2 của phân nhóm VI nhóm A. Ký hiệu – O.
Oxy tự nhiên bao gồm ba đồng vị ổn định 16 O (99,76%), 17 O (0,04%) và 18 O (0,2%).
Phân tử oxy diatomic ổn định nhất là O2. Nó có tính thuận từ và phân cực yếu. Điểm nóng chảy (-218,9 o C) và điểm sôi (-183 o C) của oxy rất thấp. Oxi hòa tan kém trong nước. Ở điều kiện bình thường, oxi là chất khí không màu, không mùi.
Ôxi lỏng và rắn bị nam châm hút vì... các phân tử của nó có tính thuận từ. Oxy rắn có màu xanh lam và oxy lỏng có màu xanh lam. Màu sắc là do sự ảnh hưởng lẫn nhau của các phân tử.
Oxy tồn tại ở dạng hai dạng biến đổi đẳng hướng - oxy O 2 và ozone O 3 .
Trạng thái oxy hóa của oxy trong các hợp chất
Oxy tạo thành các phân tử hai nguyên tử có thành phần O 2 do sự hình thành liên kết cộng hóa trị không phân cực, và như đã biết, trong các hợp chất có liên kết không phân cực, trạng thái oxy hóa của các nguyên tố bằng không.
Oxy được đặc trưng bởi giá trị độ âm điện khá cao, do đó, hầu hết nó thường thể hiện trạng thái oxy hóa âm bằng (-2) (Na 2 O -2, K 2 O -2, CuO -2, PbO -2, Al 2 O -2 3, Fe 2 O -2 3, NO -2 2, P 2 O -2 5, CrO -2 3, Mn 2 O -2 7).
Trong các hợp chất loại peroxide, oxy thể hiện trạng thái oxy hóa (-1) (H 2 O -1 2).
Trong hợp chất OF 2, oxy thể hiện trạng thái oxy hóa dương bằng (+2) , vì flo là nguyên tố có độ âm điện lớn nhất và trạng thái oxy hóa của nó luôn bằng (-1).
Là một dẫn xuất trong đó oxy thể hiện trạng thái oxy hóa (+4) , chúng ta có thể xem xét sự biến đổi đẳng hướng của oxy - ozone O 3 (O +4 O 2).
Ví dụ về giải quyết vấn đề
VÍ DỤ 1
ĐỘ Ôxi hóa là điện tích mà một nguyên tử trong phân tử hoặc ion sẽ có nếu tất cả các liên kết của nó với các nguyên tử khác bị phá vỡ và các cặp electron dùng chung có nhiều nguyên tố có độ âm điện lớn hơn.
Trong hợp chất nào oxy thể hiện trạng thái oxi hóa dương: H2O; H2O2; CO2; ОF2?
OF2. trong hợp chất này, oxy có trạng thái oxy hóa +2
Chất nào chỉ là chất khử: Fe; SO3; Cl2; HNO3?
oxit lưu huỳnh (IV) - SO 2
Nguyên tố nào thuộc chu kì III của Hệ tuần hoàn D.I. Mendeleev ở trạng thái tự do là chất có tính oxi hóa mạnh nhất: Na; Al; S; Cl2?
Cl clo
phần chữ V
Các chất sau đây thuộc nhóm hợp chất vô cơ nào: HF, PbO2, Hg2SO4, Ni(OH)2, FeS, Na2CO3?
Các chất phức tạp. Oxit
Lập công thức của: a) muối kali axit của axit photphoric; b) muối kẽm bazơ của axit cacbonic H2CO3.
Những chất nào thu được khi tương tác giữa: a) axit với muối; b) axit với bazơ; c) muối với muối; d) bazơ với muối? Cho ví dụ về phản ứng.
A) Oxit kim loại, muối kim loại.
C) muối (chỉ ở dạng dung dịch)
D) tạo thành muối mới, bazơ không tan và hiđro
Axit clohydric nào sau đây sẽ phản ứng với: N2O5, Zn(OH)2, CaO, AgNO3, H3PO4, H2SO4? Viết các phương trình phản ứng có thể xảy ra.
Zn(OH)2 + 2 HCl = ZnCl + H2O
CaO + 2 HCl = CaCl2 + H2O
Cho biết loại oxit đồng oxit là gì và chứng minh nó bằng các phản ứng hóa học.
Oxit kim loại.
Đồng (II) oxit CuO – tinh thể màu đen, kết tinh theo hệ đơn tà, mật độ 6,51 g/cm3, nhiệt độ nóng chảy 1447°C (dưới áp suất oxy). Khi đun nóng đến 1100°C, nó bị phân hủy tạo thành oxit đồng (I):
4CuO = 2Cu2O + O2.
Nó không hòa tan trong nước và không phản ứng với nó. Nó có tính chất lưỡng tính thể hiện yếu với ưu thế là tính chất cơ bản.
Trong dung dịch nước amoniac, nó tạo thành tetraammin đồng (II) hydroxit:
CuO + 4NH3 + H2O = (OH)2.
Dễ phản ứng với axit loãng tạo thành muối và nước:
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O.
Khi hợp nhất với kiềm nó tạo thành cuprate:
CuO + 2KOH = K2CuO2 + H2O.
Bị khử bởi hydro, carbon monoxide và kim loại hoạt động thành đồng kim loại:
CuO + H2 = Cu + H2O;
CuO + CO = Cu + CO2;
CuO + Mg = Cu + MgO.
Nó thu được bằng cách nung đồng (II) hydroxit ở 200°C:
Cu(OH)2 = CuO + H2O Điều chế đồng (II) oxit và hydroxit
hoặc trong quá trình oxy hóa kim loại đồng trong không khí ở 400–500°C:
2Cu + O2 = 2CuO.
6. Hoàn thành các phương trình phản ứng:
Mg(OH)2 + H2SO4 = MgSO4+2H2O
Mg(OH)2^- +2H^+ + SO4^2-=Mg^2+ + SO4^2- +2H2O
Mg(OH)2^- +2H^+ = Mg^2+ +2H2O^-
NaOH + H3PO4 = NaH2PO4+H2O FE=1
H3PO4+2NaOH=Na2HPO4+2H2O FE =1/2
H3PO4+3NaOH=Na3PO4+3H2O FE =1/3
trong trường hợp đầu tiên, 1 mol axit photphoric, hmm... tương đương với 1 proton... điều này có nghĩa là hệ số tương đương là 1
nồng độ phần trăm - khối lượng của một chất tính bằng gam có trong 100 gam dung dịch. Nếu 100 g dung dịch chứa 5 g muối thì cần bao nhiêu để tạo ra 500 g?
hiệu giá - khối lượng của một chất tính bằng gam có trong 1 ml dung dịch. 0,3 g là đủ cho 300 ml.
Ca(OH)2 + H2CO3 = CaO + H2O 2/ phản ứng đặc trưng là phản ứng trung hòa Ca/OH/2 + H2CO3 = CaCO3 + H2O 3/ phản ứng với oxit axit Ca/OH/2 + CO2 = CaCO3 + H2O 4/ với muối oxit axit Ca/OH/2 + 2KHCO3 = K2CO3 + CaCO3 + 2H2O 5/ kiềm tham gia phản ứng trao đổi với muối. nếu tạo thành kết tủa thì dung dịch 2NaOH + CuCl2 = 2NaCl + Cu/OH/2 /kết tủa/ 6/ phản ứng với phi kim loại, cũng như với nhôm hoặc kẽm. OVR.
Kể tên ba cách để thu được muối. Xác nhận câu trả lời của bạn bằng phương trình phản ứng
A) Phản ứng trung hòa.. Sau khi làm bay hơi nước sẽ thu được muối kết tinh. Ví dụ:
B) Phản ứng của bazơ với oxit axit(xem đoạn 8.2). Đây cũng là một biến thể của phản ứng trung hòa:
TRONG) Phản ứng của axit với muối. Phương pháp này phù hợp, ví dụ, nếu muối không hòa tan được tạo thành và kết tủa:
Những chất nào sau đây có thể phản ứng với nhau: NaOH, H3PO4, Al(OH)3, SO3, H2O, CaO? Xác nhận câu trả lời của bạn bằng phương trình phản ứng
2 NaOH + H3PO4 =Na2HPO4 + 2H2O
CaO + H2O = Ca(OH)2
Al(OH)3 + NaOH = Na(Al(OH)4) hoặc NaAlO2 + H2O
SO3 + H2O = H2SO4
phần VI
Hạt nhân nguyên tử (proton, neutron).
Nguyên tử là hạt nhỏ nhất của một nguyên tố hóa học còn giữ lại tất cả các tính chất hóa học của nó. Nguyên tử bao gồm một hạt nhân, mang điện tích dương và các electron mang điện tích âm. Điện tích hạt nhân của bất kỳ nguyên tố hóa học nào đều bằng tích của Z và e, trong đó Z là số thứ tự của nguyên tố này trong hệ tuần hoàn các nguyên tố hóa học, e là giá trị của điện tích cơ bản.
proton- các hạt cơ bản ổn định có điện tích dương và khối lượng lớn gấp 1836 lần khối lượng của electron. Proton là hạt nhân của nguyên tử của nguyên tố nhẹ nhất là hydro. Số proton trong hạt nhân là Z. neutron- hạt cơ bản trung hòa (không mang điện) có khối lượng rất gần với khối lượng của proton. Vì khối lượng của hạt nhân bao gồm khối lượng của proton và neutron nên số neutron trong hạt nhân nguyên tử bằng A - Z, trong đó A là số khối của một đồng vị nhất định (xem Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học) . Proton và neutron cấu tạo nên hạt nhân được gọi là nucleon. Trong hạt nhân, các nucleon được kết nối với nhau bằng lực hạt nhân đặc biệt.
điện tử
điện tử- hạt nhỏ nhất của chất có điện tích âm e=1,6·10 -19 coulomb, được coi là điện tích cơ bản. Các electron quay quanh hạt nhân nằm trong các lớp vỏ electron K, L, M, v.v. K là lớp gần hạt nhân nhất. Kích thước của nguyên tử được xác định bởi kích thước lớp vỏ electron của nó.
đồng vị
Đồng vị là một nguyên tử của cùng một nguyên tố hóa học, hạt nhân của nó có cùng số proton (hạt tích điện dương), nhưng có số neutron khác nhau và bản thân nguyên tố này có cùng số nguyên tử với nguyên tố chính. Bởi vì điều này, các đồng vị có khối lượng nguyên tử khác nhau.
Khi liên kết được hình thành với các nguyên tử có độ âm điện nhỏ hơn (đối với flo đây là tất cả các nguyên tố, đối với clo - mọi thứ trừ flo và oxy), hóa trị của tất cả các halogen đều bằng nhau. Trạng thái oxy hóa là -1 và điện tích của ion là 1-. Trạng thái oxy hóa tích cực là không thể đối với flo. Clo thể hiện nhiều trạng thái oxy hóa dương khác nhau lên tới +7 (số nhóm). Ví dụ về các kết nối được đưa ra trong phần Tài liệu tham khảo.
Trong hầu hết các hợp chất, clo, là nguyên tố có độ âm điện mạnh (EO = 3,0), xuất hiện ở trạng thái oxy hóa âm -1. Trong các hợp chất có độ âm điện lớn hơn flo, oxy và nitơ, nó thể hiện trạng thái oxy hóa dương. Đặc biệt đa dạng là các hợp chất của clo và oxy, trong đó trạng thái oxy hóa của clo là +1, -f3, +5 và +7, cũng như +4 và Ch-6.
So với clo, flo F hoạt động mạnh hơn nhiều. Nó phản ứng với hầu hết các nguyên tố hóa học, với kim loại kiềm và kiềm thổ, ngay cả khi ở nhiệt độ lạnh. Một số kim loại (Mg, Al, Zn, Fe, Cu, Ni) có khả năng kháng flo khi lạnh do hình thành màng florua. Flo là tác nhân oxy hóa mạnh nhất trong tất cả các nguyên tố đã biết. Nó là halogen duy nhất không có khả năng thể hiện trạng thái oxy hóa dương. Khi đun nóng, flo phản ứng với tất cả kim loại, kể cả vàng và bạch kim. Nó tạo thành một số hợp chất với oxy, đây là những hợp chất duy nhất trong đó oxy có tính điện ly (ví dụ, oxy Diflorua OFa). Không giống như oxit, các hợp chất này được gọi là oxy florua.
Các nguyên tố của phân nhóm oxy khác biệt đáng kể với oxy về tính chất. Sự khác biệt chính của chúng là khả năng thể hiện trạng thái oxy hóa dương, lên đến
Sự khác biệt đáng chú ý nhất giữa các halogen là ở các hợp chất mà chúng thể hiện trạng thái oxy hóa dương. Đây chủ yếu là các hợp chất halogen có độ âm điện lớn nhất - flo và oxy,
Nguyên tử oxy có cấu hình electron [He]25 2p. Vì nguyên tố này chỉ đứng sau flo về độ âm điện nên nó hầu như luôn có trạng thái oxy hóa âm trong các hợp chất của nó. Các hợp chất duy nhất mà oxy có trạng thái oxy hóa dương là các hợp chất chứa flo Op2 và O P.
Năm 1927, người ta thu được hợp chất oxy của flo một cách gián tiếp, trong đó oxy có trạng thái oxy hóa dương bằng hai
Bởi vì các nguyên tử nitơ trong amoniac thu hút các electron mạnh hơn trong nitơ nguyên tố nên chúng được cho là có trạng thái oxy hóa âm. Trong nitơ dioxide, nơi các nguyên tử nitơ có khả năng thu hút electron yếu hơn so với nitơ nguyên tố, nó có trạng thái oxy hóa dương. Trong nitơ nguyên tố hoặc oxy nguyên tố, mỗi nguyên tử có trạng thái oxy hóa bằng 0. (Trạng thái oxy hóa bằng 0 được gán cho tất cả các nguyên tố ở trạng thái không liên kết.) Trạng thái oxy hóa là một khái niệm hữu ích để hiểu các phản ứng oxy hóa khử.
Clo tạo thành một loạt các oxyanion, Cl, Cl, Cl và Cl, trong đó nó thể hiện một loạt các trạng thái oxy hóa dương liên tiếp. Ion clorua, C1, có cấu trúc điện tử của khí hiếm Ar với bốn cặp electron hóa trị. Bốn oxyanion clo ở trên có thể được coi là sản phẩm phản ứng của ion clorua, CG, như một bazơ Lewis với một, hai, ba hoặc bốn nguyên tử oxy, mỗi nguyên tử có đặc tính nhận điện tử, tức là Axit Lewis
Các tính chất hóa học của lưu huỳnh, selen và Tellurium khác nhau về nhiều mặt so với tính chất của oxy. Một trong những khác biệt quan trọng nhất là sự tồn tại của trạng thái oxy hóa dương trong các nguyên tố này lên tới -1-6, ví dụ, được tìm thấy,
Cấu hình điện tử ns np cho phép các nguyên tố thuộc nhóm này thể hiện trạng thái oxy hóa -I, +11, +IV và +VI. Vì chỉ thiếu hai electron trước khi hình thành cấu hình khí trơ nên trạng thái oxy hóa -II xảy ra rất dễ dàng. Điều này đặc biệt đúng với các yếu tố nhẹ của nhóm.
Thật vậy, oxy khác với tất cả các nguyên tố trong nhóm ở chỗ nguyên tử của nó dễ dàng thu được hai electron, tạo thành ion âm mang điện tích kép. Ngoại trừ các trạng thái oxy hóa âm bất thường của oxy trong peroxit (-1), superoxit (-Va) và ozonide (7h), các hợp chất trong đó có liên kết oxy - oxy, cũng như các trạng thái +1 và - + II trong O. Oxy Fa và OR3 trong tất cả các hợp chất đều có trạng thái oxy hóa -I. Đối với các nguyên tố còn lại trong nhóm, trạng thái oxy hóa âm dần trở nên kém ổn định hơn và trạng thái oxy hóa dương trở nên ổn định hơn. Trong các nguyên tố nặng, trạng thái oxy hóa dương thấp hơn chiếm ưu thế.
Phù hợp với bản chất của nguyên tố ở trạng thái oxy hóa dương, bản chất của các oxit trong các chu kỳ và nhóm của hệ thống tuần hoàn thay đổi một cách tự nhiên. Trong các chu kỳ, điện tích âm hiệu dụng trên các nguyên tử oxy giảm và sự chuyển đổi dần dần xảy ra từ oxit bazơ đến oxit lưỡng tính sang oxit axit, chẳng hạn.
Nal, Mg b, AIF3, ZrBf4. Khi xác định trạng thái oxy hóa của các nguyên tố trong các hợp chất có liên kết cộng hóa trị có cực, các giá trị độ âm điện của chúng được so sánh (xem 1.6). Vì trong quá trình hình thành liên kết hóa học, các electron bị dịch chuyển sang nguyên tử của các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn. có trạng thái oxy hóa âm trong các hợp chất, đặc trưng bởi giá trị độ âm điện cao nhất, trong các hợp chất luôn có trạng thái oxy hóa âm không đổi -1.
Oxy, cũng có giá trị độ âm điện cao, được đặc trưng bởi trạng thái oxy hóa âm, thường là -2, trong peroxit -1. Ngoại lệ là hợp chất OF2, trong đó trạng thái oxy hóa của oxy là 4-2. Các nguyên tố kiềm và kiềm thổ, được đặc trưng bởi giá trị độ âm điện tương đối thấp, luôn có trạng thái oxy hóa dương lần lượt bằng +1 và +2. Hydro thể hiện trạng thái oxy hóa không đổi (+1) trong hầu hết các hợp chất, ví dụ
Xét về độ âm điện, oxy chỉ đứng sau flo. Các hợp chất của oxy với flo là duy nhất, vì chỉ trong các hợp chất này oxy mới có trạng thái oxy hóa dương.
Các dẫn xuất của trạng thái oxy hóa dương của oxy là chất oxy hóa tiêu tốn nhiều năng lượng nhất, có khả năng giải phóng năng lượng hóa học được lưu trữ trong chúng trong những điều kiện nhất định. Chúng có thể được sử dụng làm chất oxy hóa hiệu quả cho nhiên liệu tên lửa.
A thuộc về phi kim loại, trạng thái này là phổ biến nhất đối với chúng. Tuy nhiên, các nguyên tố thuộc nhóm 6A, ngoại trừ oxy, thường được tìm thấy ở trạng thái có trạng thái oxy hóa dương lên tới +6, tương ứng với sự chia sẻ của cả sáu electron hóa trị với các nguyên tử của các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn.
Tất cả các nguyên tố của phân nhóm này, ngoại trừ poloni, đều là phi kim. Trong các hợp chất của chúng, chúng thể hiện cả trạng thái oxy hóa âm và dương. Trong các hợp chất với kim loại và hydro, trạng thái oxy hóa của chúng thường là -2. Trong các hợp chất có phi kim loại, ví dụ như oxy, nó có thể có giá trị +4 hoặc -)-6. Ngoại lệ cho điều này là oxy. Về độ âm điện, nó chỉ đứng sau flo; do đó, chỉ khi kết hợp với nguyên tố này (ORg) thì trạng thái oxy hóa của nó là dương (-1-2). Trong các hợp chất có tất cả các nguyên tố khác, trạng thái oxy hóa của oxy là âm và thường bằng -2. Trong hydro peroxide và các dẫn xuất của nó, nó bằng -1.
Độ âm điện của nitơ chỉ kém oxy và flo. Do đó, nó chỉ thể hiện trạng thái oxy hóa dương trong các hợp chất có hai nguyên tố này. Trong oxit và oxyanion, trạng thái oxy hóa của nitơ lấy giá trị từ +1 đến -b 5.
Trong các hợp chất có nhiều nguyên tố có độ âm điện lớn hơn, nguyên tố p thuộc nhóm VI có trạng thái oxy hóa dương. Đối với chúng (ngoại trừ oxy), các trạng thái oxy hóa đặc trưng nhất là -2, +4, -4-6, tương ứng với sự tăng dần số lượng electron độc thân khi kích thích nguyên tử của một nguyên tố.
Đặc biệt nổi tiếng là các anion phức với phối tử oxy - phức oxo. Chúng được hình thành bởi các nguyên tử của các nguyên tố phi kim loại chủ yếu ở trạng thái oxy hóa dương (kim loại - chỉ ở trạng thái oxy hóa cao). Các phức Oxo thu được bằng sự tương tác giữa các oxit cộng hóa trị của các nguyên tố tương ứng với nguyên tử oxy phân cực âm của các oxit cơ bản hoặc nước, chẳng hạn
Oxit và hydroxit. Oxit và hydroxit của nguyên tố p có thể coi là hợp chất có trạng thái oxi hóa dương cao nhất, nguyên tố p có oxy
O, ClCl, ClO), trong đó clo thể hiện trạng thái oxi hóa dương. Nitơ ở nhiệt độ cao kết hợp trực tiếp với oxy và do đó có tính chất khử
Trong các hợp chất có oxy, các nguyên tố có thể thể hiện trạng thái oxy hóa dương cao hơn bằng số nhóm. Oxit của các nguyên tố, tùy thuộc vào vị trí của chúng trong bảng tuần hoàn và mức độ oxy hóa của nguyên tố đó, có thể biểu hiện tính chất cơ bản hoặc tính axit.
Ngoài ra, các nguyên tố này có khả năng thể hiện trạng thái oxy hóa dương lên tới +6, ngoại trừ oxy (chỉ tối đa +2). Các yếu tố của phân nhóm oxy là phi kim loại.
Các tác nhân oxy hóa phổ biến nhất bao gồm halogen, oxy và oxyanion như MPO4, Cr3O và NO, trong đó nguyên tử trung tâm có trạng thái oxy hóa dương cao. Đôi khi được sử dụng làm tác nhân oxy hóa
Các hợp chất Org và Org là những tác nhân oxy hóa mạnh, vì trong chúng oxy ở trạng thái oxy hóa dương - -1 và +2, do đó, có nguồn cung cấp năng lượng lớn (ái lực điện tử cao), chúng sẽ thu hút mạnh các electron do mong muốn oxy đi vào trạng thái ổn định nhất cho nó.
Các nguyên tử phi kim bị ion hóa ở trạng thái oxy hóa dương và các ion kim loại ở trạng thái oxy hóa cao với oxy tạo thành các phân tử trung tính của các oxit CO, CO2, N0, N02, ZOg, 5102, 5n02, MnO và các ion phức chứa oxy N0, P04, ZO, Cr0, MnOg, v.v...
Mức điện cao nhất của các nguyên tử của các nguyên tố này tương ứng với công thức pa. Oxy là nguyên tố có độ âm điện lớn thứ hai (sau flo âm nhất), nó có thể là do trạng thái oxy hóa ổn định trong các hợp chất bằng (-And) trong oxy florua trạng thái oxy hóa của nó là tích cực. Các nguyên tố còn lại của nhóm VIA thể hiện trạng thái oxy hóa (-I), (+ IV) và (CH VI) trong hợp chất của chúng và trạng thái oxy hóa ổn định đối với lưu huỳnh (+ VI) và đối với các nguyên tố còn lại (4-IV ). Bằng độ âm điện
Khi O2 tương tác với chất oxy hóa mạnh nhất P1Pb sẽ tạo thành chất 02[P1Pb], trong đó ion phân tử O2 là cation. Các hợp chất trong đó oxy có trạng thái oxy hóa dương là chất oxy hóa tiêu tốn nhiều năng lượng nhất, có khả năng giải phóng năng lượng hóa học dự trữ trong những điều kiện nhất định. Chúng có thể được sử dụng làm chất oxy hóa hiệu quả cho nhiên liệu tên lửa.
Tuy nhiên, khả năng thêm electron của chúng kém rõ rệt hơn nhiều so với các nguyên tố tương ứng thuộc nhóm VI và VII. Với oxy chúng tạo thành các oxit loại RjOj, thể hiện trạng thái oxy hóa dương cao nhất là +5.
Brom và iốt thể hiện trạng thái oxy hóa dương trong các hợp chất của chúng với oxy và với các halogen có độ âm điện lớn hơn. Các axit chứa oxy (và muối của chúng) của các nguyên tố này đã được nghiên cứu kỹ lưỡng, chẳng hạn như HOI (brominated, muối - hypobromites) và HOI (brominated, muối - hypoiodites) НВгОз (brominated, muối - bromat) và НУз (iodinated, muối - iodat) , cũng như NbYub (ortho-iodine, muối - ortho- Periodat).
(lặp lại)
II. Trạng thái oxy hóa (vật liệu mới)
Trạng thái oxy hóa- đây là điện tích có điều kiện mà nguyên tử nhận được do sự cho (nhận) hoàn toàn electron, dựa trên điều kiện tất cả các liên kết trong hợp chất đều là ion.
Hãy xem xét cấu trúc của các nguyên tử flo và natri:
F +9)2)7
Na +11)2)8)1
- Có thể nói gì về tính đầy đủ của mức độ bên ngoài của các nguyên tử flo và natri?
- Nguyên tử nào dễ được chấp nhận hơn và nguyên tử nào dễ nhường electron hóa trị hơn để hoàn thành cấp độ bên ngoài?
Cả hai nguyên tử đều có cấp độ bên ngoài không hoàn chỉnh?
Nguyên tử natri dễ dàng nhường electron hơn, trong khi nguyên tử flo dễ dàng nhận electron hơn trước khi hoàn thành cấp độ bên ngoài.
F 0 + 1ē → F -1 (một nguyên tử trung tính nhận một electron âm và thu được trạng thái oxy hóa “-1”, chuyển thành ion tích điện âm - anion )
Na 0 – 1ē → Na +1 (một nguyên tử trung hòa nhường một electron âm và đạt trạng thái oxi hóa “+1”, chuyển thành ion - cation tích điện dương )
Cách xác định trạng thái oxy hóa của một nguyên tử trong PSHE D.I. Mendeleev?
Quy tắc xác định trạng thái oxy hóa của một nguyên tử trong PSHE D.I. Mendeleev:
1. Hydro thường có số oxi hóa (CO) +1 (ngoại trừ, hợp chất với kim loại (hydrua) - trong hydro, CO bằng (-1) Me + n H n -1)
2. Ôxy thường thể hiện SO -2 (ngoại lệ: O +2 F 2, H 2 O 2 -1 - hydro peroxide)
3. Kim loại chỉ hiển thị + N CO dương
4. Flo luôn thể hiện CO bằng nhau -1 (F -1)
5. Đối với phần tử phân nhóm chính:
Cao hơn CO (+) = số nhóm N nhóm
Thấp nhất CO (-) = N nhóm – 8
Quy tắc xác định trạng thái oxi hóa của nguyên tử trong hợp chất:
I. Trạng thái oxy hóa nguyên tử tự do và nguyên tử trong phân tử chất đơn giản bằng không - Na 0 , P 4 0 , O 2 0
II. TRONG chất phức tạp tổng đại số CO của tất cả các nguyên tử, có tính đến chỉ số của chúng, bằng 0 = 0 , và trong ion phức phí của nó.
Ví dụ, H +1 N +5 ồ 3 -2 : (+1)*1+(+5)*1+(-2)*3 = 0
2- : (+6)*1+(-2)*4 = -2
Nhiệm vụ 1 – xác định trạng thái oxi hóa của tất cả các nguyên tử trong công thức axit sunfuric H 2 SO 4?
1. Hãy đặt trạng thái oxy hóa đã biết của hydro và oxy và lấy CO của lưu huỳnh là “x”
H +1 S x O 4 -2
(+1)*1+(x)*1+(-2)*4=0
X = 6 hoặc (+6), do đó lưu huỳnh có CO +6, tức là S+6
Nhiệm vụ 2 – xác định trạng thái oxi hóa của tất cả các nguyên tử trong công thức axit photphoric H 3 PO 4?
1. Đặt trạng thái oxy hóa đã biết của hydro và oxy và lấy CO của phốt pho là “x”
H 3 +1 P x O 4 -2
2. Viết và giải phương trình theo quy tắc (II):
(+1)*3+(x)*1+(-2)*4=0
X = 5 hoặc (+5), do đó phốt pho có CO +5, tức là P+5
Nhiệm vụ 3 – xác định trạng thái oxi hóa của tất cả các nguyên tử trong công thức ion amoni (NH 4)+?
1. Đặt trạng thái oxy hóa đã biết của hydro và lấy CO2 của nitơ là “x”
Quá trình oxi hóa khử có tầm quan trọng lớn đối với thiên nhiên sống và vô tri. Ví dụ, quá trình đốt cháy có thể được phân loại là quá trình đốt cháy có sự tham gia của oxy trong khí quyển. Trong phản ứng oxi hóa khử này nó thể hiện tính chất phi kim loại.
Ngoài ra, ví dụ về OVR là quá trình tiêu hóa, hô hấp, quang hợp.
Phân loại
Tùy thuộc vào việc có sự thay đổi trạng thái oxy hóa của các nguyên tố của chất ban đầu và sản phẩm phản ứng hay không, người ta thường chia tất cả các biến đổi hóa học thành hai nhóm:
- oxi hóa khử;
- không thay đổi trạng thái oxy hóa.
Ví dụ về nhóm thứ hai là các quá trình ion xảy ra giữa các dung dịch của các chất.
Phản ứng oxy hóa - khử là các quá trình gắn liền với sự thay đổi trạng thái oxy hóa của các nguyên tử tạo nên các hợp chất ban đầu.
số oxi hóa là gì
Đây là điện tích có điều kiện mà một nguyên tử trong phân tử thu được khi các cặp electron liên kết hóa học chuyển sang một nguyên tử có độ âm điện lớn hơn.
Ví dụ, trong phân tử natri florua (NaF), flo thể hiện độ âm điện tối đa, do đó trạng thái oxy hóa của nó là giá trị âm. Natri trong phân tử này sẽ là ion dương. Tổng số trạng thái oxy hóa trong một phân tử bằng không.
Tùy chọn định nghĩa
Oxi là loại ion gì? Các trạng thái oxy hóa dương không đặc trưng cho nó, nhưng điều này không có nghĩa là nguyên tố này không thể hiện chúng trong một số tương tác hóa học nhất định.
Khái niệm về trạng thái oxy hóa có bản chất hình thức; nó không liên quan đến điện tích hiệu dụng (thực) của nguyên tử. Nó thuận tiện để sử dụng khi phân loại các chất hóa học, cũng như khi ghi lại các quá trình đang diễn ra.
Quy tắc xác định
Đối với phi kim loại, trạng thái oxy hóa thấp nhất và cao nhất được phân biệt. Nếu số nhóm được trừ tám để xác định chỉ số đầu tiên, thì giá trị thứ hai về cơ bản trùng với số nhóm chứa nguyên tố hóa học đã cho. Ví dụ: trong các kết nối, nó thường bằng -2. Các hợp chất như vậy được gọi là oxit. Ví dụ, các chất như vậy bao gồm carbon dioxide (carbon dioxide), công thức của nó là CO 2.
Phi kim thường thể hiện trạng thái oxy hóa tối đa trong axit và muối. Ví dụ, trong axit pecloric HClO 4, halogen có hóa trị VII (+7).
Peroxit
Trạng thái oxy hóa của nguyên tử oxy trong các hợp chất thường là -2, ngoại trừ peroxit. Chúng được coi là hợp chất oxy có chứa ion khử không hoàn toàn ở dạng O 2 2-, O 4 2-, O 2 -.
Các hợp chất peroxide được chia thành hai nhóm: đơn giản và phức tạp. Các hợp chất đơn giản là những hợp chất trong đó nhóm peroxide được kết nối với nguyên tử hoặc ion kim loại bằng liên kết hóa học nguyên tử hoặc ion. Các chất như vậy được hình thành bởi kim loại kiềm và kiềm thổ (trừ lithium và berili). Khi độ âm điện của kim loại trong nhóm con ngày càng tăng, sự chuyển đổi từ loại liên kết ion sang cấu trúc cộng hóa trị được quan sát thấy.
Ngoài peroxit loại Me 2 O 2, đại diện của nhóm thứ nhất (nhóm phụ chính) còn có peroxit ở dạng Me 2 O 3 và Me 2 O 4.
Nếu oxy thể hiện trạng thái oxy hóa dương với flo thì kết hợp với kim loại (trong peroxit) chỉ số này là -1.
Các hợp chất peroxo phức tạp là những chất mà nhóm này hoạt động như các phối tử. Các chất tương tự được hình thành bởi các yếu tố của nhóm thứ ba (nhóm chính), cũng như các nhóm tiếp theo.
Phân loại các nhóm peroxo phức tạp
Có năm nhóm hợp chất phức tạp như vậy. Loại đầu tiên bao gồm các peroxoaxit, có dạng tổng quát [Ep(O 2 2-) x L y ] z- . Các ion peroxide trong trường hợp này được bao gồm trong ion phức hoặc hoạt động như một phối tử đơn răng (E-O-O-), bắc cầu (E-O-O-E), tạo thành phức hợp đa nhân.
Nếu oxy thể hiện trạng thái oxy hóa dương với flo thì khi kết hợp với kim loại kiềm và kiềm thổ thì đó là một phi kim điển hình (-1).
Một ví dụ về chất như vậy là axit Caro (axit peroxomonomer) có dạng H 2 SO 5. Nhóm phối tử peroxide trong các phức chất như vậy đóng vai trò là cầu nối giữa các nguyên tử phi kim loại, ví dụ, trong axit peroxydisulfuric có dạng H 2 S 2 O 8 - một chất kết tinh màu trắng có điểm nóng chảy thấp.
Nhóm phức thứ hai được tạo ra bởi các chất trong đó nhóm peroxo là một phần của ion hoặc phân tử phức tạp.
Chúng được biểu diễn bằng công thức [E n(O 2) x L y ] z.
Ba nhóm còn lại là peroxit có chứa nước kết tinh, ví dụ Na 2 O 2 × 8H 2 O, hoặc hydro peroxide kết tinh.
Là đặc tính điển hình của tất cả các chất peroxide, chúng tôi nhấn mạnh sự tương tác của chúng với dung dịch axit và giải phóng oxy hoạt động trong quá trình phân hủy nhiệt.
Clorat, nitrat, thuốc tím và perchlorat có thể hoạt động như một nguồn oxy.
oxy diflorua
Khi nào oxy thể hiện trạng thái oxy hóa tích cực? Khi kết hợp với oxy có độ âm điện lớn hơn) OF 2. Nó là +2. Hợp chất này lần đầu tiên được Paul Lebeau thu được vào đầu thế kỷ XX và được Ruff nghiên cứu sau đó một thời gian ngắn.
Oxy thể hiện trạng thái oxy hóa dương khi kết hợp với flo. Độ âm điện của nó là 4, do đó mật độ electron trong phân tử dịch chuyển về phía nguyên tử flo.
Tính chất của oxy florua
Hợp chất này ở trạng thái tổng hợp lỏng và có thể trộn vô thời hạn với oxy, flo và ozon lỏng. Độ hòa tan trong nước lạnh là tối thiểu.
Trạng thái oxy hóa dương được giải thích như thế nào? Bách khoa toàn thư về dầu mỏ giải thích rằng bạn có thể xác định trạng thái oxy hóa + (dương) cao nhất bằng số nhóm trong bảng tuần hoàn. Giá trị này được xác định bởi số lượng electron lớn nhất mà một nguyên tử trung tính có thể từ bỏ trong quá trình oxy hóa hoàn toàn.
Oxy florua thu được bằng phương pháp kiềm, bao gồm việc cho khí flo đi qua dung dịch kiềm.
Ngoài oxy florua, chất này còn tạo ra ozon và hydro peroxit.
Một lựa chọn khác để thu được oxy florua là tiến hành điện phân dung dịch axit flohydric. Hợp chất này cũng được hình thành một phần trong quá trình đốt cháy nước trong môi trường flo.
Quá trình diễn ra theo một cơ chế triệt để. Đầu tiên, các gốc tự do được bắt đầu, kèm theo sự hình thành của một gốc oxy. Ở giai đoạn tiếp theo, quá trình chiếm ưu thế xảy ra.
Oxy Difluoride thể hiện tính chất oxy hóa mạnh. Về độ bền, nó có thể được so sánh với flo tự do và về cơ chế của quá trình oxy hóa - với ozone. Phản ứng đòi hỏi năng lượng kích hoạt cao vì giai đoạn đầu tiên liên quan đến sự hình thành oxy nguyên tử.
Sự phân hủy nhiệt của oxit này, trong đó oxy được đặc trưng bởi trạng thái oxy hóa dương, là phản ứng đơn phân tử bắt đầu ở nhiệt độ từ 200 °C.
Đặc điểm riêng biệt
Khi oxy florua rơi vào nước nóng, quá trình thủy phân xảy ra, sản phẩm của nó sẽ là oxy phân tử thông thường, cũng như hydro florua.
Quá trình này được tăng tốc đáng kể trong môi trường kiềm. Hỗn hợp nước và hơi oxy Diflorua dễ nổ.
Hợp chất này phản ứng mạnh với thủy ngân kim loại và trên kim loại quý (vàng, bạch kim) nó chỉ tạo thành một màng florua mỏng. Đặc tính này giải thích khả năng sử dụng các kim loại này ở nhiệt độ bình thường để tiếp xúc với oxy florua.
Nếu nhiệt độ tăng, kim loại sẽ bị oxy hóa. Các kim loại thích hợp nhất để làm việc với hợp chất flo này là magiê và nhôm.
Thép không gỉ và hợp kim đồng không thay đổi đáng kể hình dáng ban đầu của chúng dưới tác động của oxy florua.
Năng lượng hoạt hóa cao của quá trình phân hủy hợp chất oxy này với flo cho phép nó được trộn một cách an toàn với nhiều hydrocacbon và carbon monoxide khác nhau, điều này giải thích khả năng sử dụng oxy florua làm chất oxy hóa tuyệt vời cho nhiên liệu tên lửa.
Phần kết luận
Các nhà hóa học đã tiến hành một số thí nghiệm xác nhận tính khả thi của việc sử dụng hợp chất này trong các hệ thống laser động lực khí.
Các câu hỏi liên quan đến việc xác định trạng thái oxy hóa của oxy và các phi kim loại khác được đưa vào môn hóa học ở trường.
Những kỹ năng như vậy rất quan trọng vì chúng cho phép học sinh trung học có thể giải quyết các nhiệm vụ được đưa ra trong các bài kiểm tra của Kỳ thi Thống nhất.
Nguyên tố hóa học trong hợp chất, được tính từ giả định rằng tất cả các liên kết đều là ion.
Các trạng thái oxy hóa có thể có giá trị dương, âm hoặc bằng 0, do đó tổng đại số các trạng thái oxy hóa của các nguyên tố trong phân tử, có tính đến số nguyên tử của chúng, bằng 0 và trong ion - điện tích của ion .
1. Trạng thái oxi hóa của kim loại trong hợp chất luôn dương.
2. Trạng thái oxi hóa cao nhất tương ứng với số nhóm của hệ tuần hoàn nơi chứa nguyên tố đó (ngoại trừ: Âu +3(Tôi nhóm), Cu +2(II), từ nhóm VIII trạng thái oxi hóa +8 chỉ có thể tìm thấy ở osmi os và rutheni Ru.
3. Trạng thái oxy hóa của phi kim loại phụ thuộc vào nguyên tử mà nó liên kết với:
- nếu với nguyên tử kim loại thì trạng thái oxy hóa là âm;
- nếu với một nguyên tử phi kim thì trạng thái oxy hóa có thể dương hoặc âm. Nó phụ thuộc vào độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố.
4. Trạng thái oxy hóa âm cao nhất của phi kim loại có thể được xác định bằng cách trừ đi 8 số nhóm chứa nguyên tố đó, tức là. trạng thái oxy hóa dương cao nhất bằng số electron ở lớp ngoài, tương ứng với số nhóm.
5. Trạng thái oxy hóa của các chất đơn giản là 0, bất kể đó là kim loại hay phi kim.
Các nguyên tố có trạng thái oxi hóa không đổi.
|
Yếu tố |
Trạng thái oxy hóa đặc trưng |
Ngoại lệ |
|
Hiđrua kim loại: LIH -1 |
||
|
Trạng thái oxy hóađược gọi là điện tích có điều kiện của hạt với giả định rằng liên kết bị phá vỡ hoàn toàn (có tính chất ion). H- Cl = H + + Cl - , Liên kết trong axit clohiđric là liên kết cộng hóa trị có cực. Cặp electron dịch chuyển về phía nguyên tử nhiều hơn Cl - , bởi vì nó là nguyên tố có độ âm điện lớn hơn. Làm thế nào để xác định trạng thái oxy hóa?độ âm điện là khả năng của nguyên tử thu hút các electron từ các nguyên tố khác. Số oxi hóa được chỉ định phía trên nguyên tố: anh 2 0 , Na 0 , O +2 F 2 -1 ,K + Cl - vân vân. Nó có thể là tiêu cực và tích cực. Trạng thái oxy hóa của một chất đơn giản (trạng thái không liên kết, trạng thái tự do) bằng không. Trạng thái oxy hóa của oxy đối với hầu hết các hợp chất là -2 (ngoại trừ peroxit H 2 O 2, trong đó nó bằng -1 và các hợp chất với flo - ồ +2 F 2 -1 , ồ 2 +1 F 2 -1 ). - Trạng thái oxy hóa của một ion đơn nguyên tử đơn giản bằng điện tích của nó: Na + , Ca +2 . Hydro trong các hợp chất của nó có trạng thái oxy hóa +1 (ngoại trừ các hydrua - Na + H - và gõ kết nối C +4 H 4 -1 ). Trong liên kết kim loại-phi kim, trạng thái oxy hóa âm là nguyên tử có độ âm điện lớn hơn (dữ liệu về độ âm điện được đưa ra theo thang Pauling): H + F - , Cư + anh - , Ca +2 (KHÔNG 3 ) - vân vân. Quy tắc xác định mức độ oxy hóa trong các hợp chất hóa học.Hãy lấy kết nối KMnO 4 , cần xác định trạng thái oxi hóa của nguyên tử mangan. Lý luận:
K+Mn X Ơ 4 -2 Cho phép X- chúng ta chưa biết trạng thái oxy hóa của mangan. Số lượng nguyên tử kali là 1, mangan - 1, oxy - 4. Người ta đã chứng minh rằng toàn bộ phân tử là trung hòa về điện, do đó tổng điện tích của nó phải bằng không. 1*(+1) + 1*(X) + 4(-2) = 0, X = +7, Điều này có nghĩa là trạng thái oxy hóa của mangan trong thuốc tím = +7. Hãy lấy một ví dụ khác về oxit Fe2O3. Cần xác định trạng thái oxy hóa của nguyên tử sắt. Lý luận:
2*(X) + 3*(-2) = 0, Kết luận: trạng thái oxy hóa của sắt trong oxit này là +3. Ví dụ. Xác định trạng thái oxy hóa của tất cả các nguyên tử trong phân tử. 1. K2Cr2O7. Trạng thái oxy hóa K +1, oxy O -2. Cho chỉ số: O=(-2)×7=(-14), K=(+1)×2=(+2). Bởi vì tổng đại số các trạng thái oxy hóa của các nguyên tố trong phân tử, có tính đến số nguyên tử của chúng, bằng 0, khi đó số trạng thái oxy hóa dương bằng số trạng thái âm. trạng thái oxy hóa K+O=(-14)+(+2)=(-12). Từ đó suy ra rằng nguyên tử crom có 12 lũy thừa dương, nhưng có 2 nguyên tử trong phân tử, nghĩa là mỗi nguyên tử có (+12): 2 = (+6). Trả lời: K 2 + Cr 2 +6 O 7 -2. 2.(AsO 4) 3- . Trong trường hợp này, tổng các trạng thái oxy hóa sẽ không còn bằng 0 nữa mà bằng điện tích của ion, tức là. - 3. Hãy lập một phương trình: x+4×(- 2)= - 3 . Trả lời: (Như +5 O 4 -2) 3- . |